Οι άνθρωποι από καιρό εκμεταλλεύονται τη δύναμη του φυσικού νερού που ρέει για να κάνουν τη ζωή πιο βολική. Πριν από την εφεύρεση της ηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιήθηκαν καταρράκτες ποταμών για τη μεταφορά στροβίλων, οι οποίοι τροφοδοτούσαν μύλους που μπορούσαν να αλέσουν το σιτάρι σε αλεύρι πολύ πιο γρήγορα από οποιοδήποτε ανθρώπινο χέρι. Όχι μόνο αυτά τα μηχανήματα ήταν τόσο αποτελεσματικά που χρησιμοποιούνται ακόμα σήμερα, αλλά έγιναν και τα μηχανικά βάση για γεννήτριες που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ηλεκτρισμό από την κίνηση του νερού που πέφτει, ή υδροηλεκτρισμός.
Η δημιουργία υδροηλεκτρικής ενέργειας ξεκινά με μια τουρμπίνα νερού. Αυτή η συσκευή αποτελείται από γωνιακές λεπίδες τυλιγμένες γύρω από έναν τροχό. Η λειτουργία του είναι ανάλογη με εκείνη ενός pinwheel με την περιστροφή του στροβίλου καθώς έρχεται σε επαφή με το κινούμενο νερό. Όταν ο στρόβιλος τοποθετείται στο μονοπάτι πτώσης νερού, ο στρόβιλος κινεί έναν άξονα ο οποίος, με τη σειρά του, τροφοδοτεί μια ηλεκτρική γεννήτρια.
Ο τύπος της ηλεκτρικής γεννήτριας που χρησιμοποιείται γενικά για την τροφοδοσία στροβίλων νερού είναι μια τυπική ηλεκτρομαγνητική γεννήτρια. Αυτό το μηχάνημα λειτουργεί για να μετατρέψει τη μηχανική ενέργεια (την ενέργεια των κινούμενων αντικειμένων) σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτό γίνεται μέσω μιας συσκευής που κινεί μαγνήτες γύρω από έναν αγωγό, δημιουργώντας ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που στη συνέχεια συλλέγεται ως ηλεκτρισμός.
Ενώ η υδροηλεκτρική ενέργεια μπορεί να δημιουργηθεί από φυσικούς καταρράκτες, οι περισσότερες υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις παράγουν νερό από ανθρωπογενείς καταρράκτες. Αυτοί οι καταρράκτες κατασκευάζονται από την κατασκευή φραγμάτων, τα οποία περιορίζουν τη φυσική ροή ενός ποταμού σε κανάλια όπου το νερό τροφοδοτεί τους στροβίλους. Αυτή η διαδικασία μεγιστοποιεί την αποδοτικότητα της συλλογής ενέργειας επειδή ο έλεγχος της ροής του νερού δημιουργεί υψηλότερη πίεση σε μια μικρότερη περιοχή.